DE1773864A1

DE1773864A1 - Device and method for guiding moving bodies

Info

Publication number: DE1773864A1
Application number: DE19681773864
Authority: DE
Inventors: Henry Maillet
Original assignee: Compagnie Generale dElectricite SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1967-07-19
Filing date: 1968-07-19
Publication date: 1972-02-17
Also published as: NL6810140A; LU56528A1; BE718250A; CH490654A; SE355682B; NL160383B; FR1537907A; GB1215869A; NL160383C; DE1773864B2; US3614025A

Description

COMPAGNIE GENERALE D'ELECTRICITE, Paris /Frankreich Vorrichtung und Verfahren zum Führen von bewegten KörpernCOMPAGNIE GENERALE D'ELECTRICITE, Paris / France Device and method for guiding moving bodies

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Führen von bewegten Körpern, oder auf eine Vorrichtung, mit deren Hilfe ein bewegter Körper selbst die seine Stellung in Bezug auf eine bestimmte Bahn betreffende Information verarbeiten kann.The invention relates to a device and a method for guiding moving bodies, or to a device with the help of which a moving body itself can obtain information about its position in relation to a certain path can handle.

Die Erfindung ist für jeden beweglichen Körper anwendbar, beispielsweise für Land- oder Wasserfahrzeuge, für Rohrläufer oder für Flugkörper wie Flugzeuge, Raketen oder beliebige ballistische Geschosse.The invention can be used for any movable body, for example for land or water vehicles, for tubular runners or for missiles such as airplanes, missiles or any ballistic projectile.

Die Erfindung ist in erster Linie für bewegliche Körper mit eigenen Mitteln zum Verändern ihrer Bahn anwendbar, aber auch für bewegliche Körper, die solche eigenen Mittel nicht haben,The invention is primarily applicable to movable bodies with their own means for changing their trajectory, but also for mobile bodies that do not have such means of their own,

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jedoh zu irgendeinem Zweck Vorrichtungen aufweisen, die laufend Informationen über die Stellung des beweglichen Körpers in Bezug auf eine gegebene Bahn benötigen.however, for any purpose, have devices that continuously Information about the position of the moving body in relation on a given path.

Es sind Vorrichtungen bekannt, mit denen mit Hilfe eines Lichtstrahls die Stellung eines bewegten Körpers bestimmbar odor seine Bewegung lenkbar ist. Bei einigen dieser Vorrichtungen werden exzentrierte, umlaufende Strahlen verwendet, die auf auf dem bewegten Körper angeordnete Detektoren auftreffen. Eine Messung der Änderungen der Lichtstärke ermöglicht eine sehr annähernde Berechnung der Entfernung des Körpers von der Drehachse des Lichtstrahls. Eine derartige Vorrichtung ist in dem Artikel "Optical Guidance of vehicles" in der Zeitschrift "Measurement and Control" vom März 1964 beschrieben. Freilich sind mit dieser Vorrichtung keine exakten Ergebnisse erzielbar und aie ist auch nur für langsam bewegliche Körper, wie Baumaschinen, anwendbar.There are known devices with which with the help of a Light beam the position of a moving body can be determined or its movement can be steered. Some of these devices will eccentric, circumferential rays used that point on the Moving body arranged detectors impinge. A measurement of the changes in the light intensity enables a very approximate one Calculation of the distance of the body from the axis of rotation of the light beam. Such a device is described in the article "Optical Guidance of vehicles "in the journal" Measurement and Control "from March 1964. Of course, with this device no exact results can be achieved and aie is also only for slow movable bodies such as construction machinery are applicable.

Im französischen Patent 1 466 437 (ausgegeben am 12. Dezember 1966) ist weiterhin eine Vorrichtung zum Führen von Geschossen offenbart, die eine Einrichtung zum Erzeugen eines Führungs-"Lichtkanals" mit Hilfe von vier flachen Laserstrahlen aufweist.In French patent 1,466,437 (issued December 12, 1966) there is also a device for guiding projectiles discloses having means for creating a guide "channel of light" by means of four flat laser beams.

BADBATH

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Mit den bekannten Vorrichtungen können die gestellten Probleme nicht zufriedenstellend gelöst werden, weil sie sämtlich auf Messungen der Lichtintensität oder der Modulationsanzeige für eine Lichtwelle beruhen.With the known devices, the problems posed cannot be satisfactorily solved because they all based on measurements of light intensity or the modulation display for a light wave.

Ziel der Erfindung ist ein Führungssystem, dessen keit nicht von irgendwelchen Änderungen der Lichtintensität eines Strahls abhängt. A The aim of the invention is a guidance system whose speed does not depend on any changes in the light intensity of a beam. A.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt einen Lichtstrahlemitter vom Typ eines Lasers, mit dem ein flacher Strahl ausgesandt werden kann, der um eine parallel zur Fortpflanzungsrichtung der Lichtwellen verlaufende Achse drehbar ist, sowie eine Mehrzahl von Lichtstrahl-Detektoren, die auf einem beweglichen Körper in einer senkrecht zu dieser Achse verlaufenden Ebene angeordnet sindThe device according to the invention comprises a light beam emitter of the laser type with which a flat beam is emitted which is rotatable about an axis running parallel to the direction of propagation of the light waves, as well as a plurality of light beam detectors which are arranged on a movable body in a plane running perpendicular to this axis

reguläres und die in ihrer relativen Anordnung vorzugsweise eil/Vieleck be- m stimmen, wobei die Messung der Zeitintervalle zwischen den Impulsen, die von den durch den Strahl abgetasteten Detektoren verarbeitet sind, die Stellung des beweglichen Körpers in Bezug auf die Achse bestimmt, die auf diese Weise eine Bezugsbahn darstellt. regular and the relative in their arrangement preferably EIL / polygon sawn m votes, the measurement of the time intervals between the pulses, which are processed by the scanned by the beam detectors, the position of the movable body with respect to the axis determined on represents a reference trajectory in this way.

Gemäß einem Merkmal derErfindung geben die Detektoren einen kalibrierten elektrischen Impuls ab, wenn sie den Durchtritt desAccording to one feature of the invention, the detectors emit a calibrated electrical pulse when they pass through the

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Lichtbündels feststellen, und der bewegliche Körper weist eine elektronische Vorrichtung zum Verarbeiten von Informationen über die Zeitintervalle zwischen den von den Detektoren ausgesandten Impulsen auf, die mit der Vorrichtung zum Korrigieren der Bahn des beweglichen Körpers verbunden ist.Detect the light beam, and the moving body has an electronic device for processing information on the time intervals between the pulses emitted by the detectors, which the device for correcting connected to the path of the moving body.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung hat der beweglicheAccording to another feature of the invention, the movable

» en»En

™ Körper vier an den Scheitelpunkt/eines Quadrates angeordnete De-. tektoren, und die Vorrichtung zum Korrigieren der Bahn ist derart beschaffen, daß der bewegliche Körper einen parallel zur Tangente desjenigen Kreises gerichteten Bewegungsimpuls erhält, der durch die vier Detektoren geht, und zwar an demjenigen Detektor, der den ersten Impuls der Serie von vier Impulsen, die eine Meßfolge bilden, ausgesandt hat.™ Body four de- arranged at the vertex / square. Tektoren, and the device for correcting the path is such that the movable body is parallel to the tangent that circle-directed movement impulse receives, which through the four detectors goes, namely to the detector that has the first pulse of the series of four pulses that form a measurement sequence have sent out.

P Nachstehend ist die Erfindung beispielsweise anhand einer Durchführungsform beschrieben, bei der der bewegliche Körper ein Flugkörper vom Typ Erde-Luft oder Erde-Erde ist.The invention is described below, for example, using an embodiment in which the movable body is an earth-air or earth-earth missile.

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Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigenFurther advantages, details and features of the invention result from the following description. In the drawing, the invention is shown as an example, namely show

Fig. 1 schematisch einen Erdkampf unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,1 schematically shows an earth battle using the device according to the invention,

Fig. 2 den Querschnitt des bei der erf indurigsgemäßen Vor- — richtung verwendeten Laserstrahls,2 shows the cross section of the the direction of the laser beam used,

Fig. 3 schema tisch ein mit erfindungsgemäß angeordneten photonischen Detektoren versehenes Geschoß,Fig. 3 is a schematic diagram of a projectile provided with photonic detectors arranged according to the invention,

Fig. 4 und 5 Ansichten der verschiedenen relativen Stellungen des G-eschüBses und der Fortpflanzurigsachse des Laserstrahls, 4 and 5 are views of the various relative positions of the thrust and the axis of propagation of the laser beam,

Fig. 4a und ^a graphische Darstellungen von durch die Detektoren für die Stellungen des Geschosses gemäß den Fig. 4 und 5 gelieferten elektrischen Impulsen, undFIGS. 4a and ^ a graphical representations of by the detectors for the positions of the projectile shown in FIGS. 4 and 5 supplied electrical pulses, and

Fig, 6 eine Berechnung der Intensität des Bewoguri^s Impulses.6 shows a calculation of the intensity of the Bewoguri ^ s pulse.

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Fig. 1 zeigt einen Laser-Emitter 11, der in der Nähe einet> Schützenstandes angeordnet ist und einen Laserstrahl 12 in Richtung auf ein Ziel 13 aussendet, das durch ein Geschoß 10 angesteuert ist. Fig. 2 zeigt eine Querschnittsebene 20 des Laserstrahls 12, d.h. einen Schnitt durch eine senkrecht zur Fort- ■ pflanzungsachse verlaufende Ebene P. Die Querschnittsebene 20 ist vorzugsweise schmal und länglich und ist, bei einem Drehpunkt der Fortpflanzungsachse des Strahls auf einer Bahn 0 in der Ebene P, um diese Achse in der Ebene P mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit w drehbar.Fig. 1 shows a laser emitter 11 which unites in the vicinity Rifle stand is arranged and emits a laser beam 12 in the direction of a target 13, which is controlled by a projectile 10 is. Fig. 2 shows a cross-sectional plane 20 of the laser beam 12, i.e. a section through a perpendicular to the forward ■ Planting axis extending plane P. The cross-sectional plane 20 is preferably narrow and elongated and is at a fulcrum the axis of propagation of the beam on a trajectory 0 in the plane P, about this axis in the plane P with a constant Angular velocity w rotatable.

Der Laserstrahl hat in einem praktischen Durchführungbeispiel eine Weite D von einigen Metern und eine durchschnittliche Breite d von einigen Zentimetern, vorzugsweise weniger als zehn Zentimeter.The laser beam has in a practical implementation example a width D of a few meters and an average Width d of a few centimeters, preferably less than ten centimeters.

Gemäß Fig. 3 trägt das Geschoß vier Lichtdetektorun 1 las 4, die an den vier Scheitelpunkten eines Quadrates angeordnet sind, dessen Ebene senkrecht zur Geschoßachse vorläuft und dessen Mittelpunkt auf dieser Achse liegt. Die Bahn dieser Acht-it- in der Ebene des von den Detektoren gebildeten Quadrates ist in Fig. 5 mit JCL bezeihnet. Die Detektoren sind vorteilhafterweise an den Enden von vier um 90° versetzten Stabilisierungsflossen aAccording to FIG. 3, the projectile carries four Lichtdetektorun 1 las 4, which are arranged at the four vertices of a square, the plane of which is perpendicular to the axis of the projectile and the center of which lies on this axis. The path of this eight-it- in the plane of the square formed by the detectors is denoted by JCL in FIG. The detectors are advantageously at the ends of four stabilizing fins a offset by 90 °

^ßAD ORIGINAL ^ß AD ORIGINAL

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Im allgemeinen dreht süi das Geschoß während des Fluges mit einer Winkelgeschwindigkeit w.q um seine eigene Achse.In general, the projectile rotates during flight with an angular velocity w.q around its own axis.

Die Drehwinkelgeschwindigkeit w des Laserstrahls ist vorzugsweise sehr viel höher als die Drehwinkelgeschwindigkeit W.JQ des Geschcßses 10 um seine eigene Achse; man kann also annehmen, das Geshoß 10 führt während einer Umdrehung des. Laserstrahls keine Umdrehung aus.The angular speed of rotation w of the laser beam is preferably very much higher than the angular speed of rotation W.JQ of the shell 10 about its own axis; so one can assume the body 10 does not lead during one revolution of the laser beam Turn off.

Die Detektoren 1 bis 4 senden jedesmal, wenn sie den Durchgang des Laserstrahls abtasten, jeweils einen kalibrierten elektrischen Impuls aus.The detectors 1 to 4 send each time they pass through scan the laser beam, one calibrated at a time electrical impulse off.

Die Führung gemäß der ErjBndung arbeitet auf folgendem Prinzip:The leadership according to the invention works on the following principle:

Das Geschoß beschreibt seine Bahn in Richtung auf das Ziel, der sich drehende Laserstrahl tastet die Detektoren ab und während einer Umdrehung des Laserstrahls nehmen die vier Detektoren jeweils^ nacheinander eine bestimmte Menge Licht auf und senden nacheinander in gleicher Reihenfolge jeweils ein elektrisches Signal aus.The projectile describes its path towards the target, the rotating laser beam scans the detectors and during one rotation of the laser beam the four detectors each take ^ one after the other a certain amount of light and send out an electrical signal one after the other in the same order.

Fig. 4 zeigt schematisch in einer senkrecht zur Achse des Laser-Emitters verlaufenden Ebene die Bahn 20 des Lichtbündels,4 shows schematically the path 20 of the light beam in a plane running perpendicular to the axis of the laser emitter,

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die vier Detektoren 1 bis 4, die auf den Scheitelpunkten eines Quadrates angeordnet sind, die Bahn 0 der Achse des Laser-Emitters und die Bahn /U der Geschoßachse.the four detectors 1 to 4, which are arranged on the vertices of a square, the path 0 of the axis of the laser emitter and the path / U of the axis of the projectile.

Weiterhin ist aus Fig. 4 ersichtlich, daß bei Drehung des Laserstrahls um den. Punkt 0 als erster der Detektor auf dem Bogen AB des durch die Detektoren gehenden Kreises G ein Signal aufnimmt, wobei man vom PunktSL aus im rechten Winkel ausgeht; A, B und 0 sind dabei ausgerichtet.Furthermore, it can be seen from Fig. 4 that when the laser beam is rotated around the. Point 0 is the first to receive a signal from the detector on the arc AB of the circle G passing through the detectors, starting from the point SL at a right angle; A, B and 0 are aligned.

Im Fall der Fig. 4 und 5 tastet der Detektor 1 das Laserbündel als erster ab.In the case of FIGS. 4 and 5, the detector 1 scans the laser beam be the first to leave.

Fig. 4a zeigt eine graphische Darstellung der von. den vier Detektoren während mehrerer Durchgänge des Laserstrahls abgegebenen Impulse als Funktion von der Zeit t; es sei dabei angenommen, daß ^w10 gegenüber w sehr klein ist.Fig. 4a shows a graphical representation of the. pulses delivered to the four detectors during several passes of the laser beam as a function of time t; it is assumed that ^w 10 is very small compared to w.

Wäre das Geschoß genau auf die Bahn des Laserstrahls gebracht, d.h. wäre die Bahn 0 innerhalb des von den Detektoren 1 bis 4 gebildeten Quadrates, dann läge eine gleichmäßge Verteilung der Impulse unter gleichem Abstand in der Reihenfolge 1,2,3,4 vor (Fig. 5 und 5a).If the projectile were brought exactly on the path of the laser beam, i.e. the path 0 would be within that of the detectors 1 to 4 formed squares, then there would be an even distribution of the pulses at the same distance in the order 1, 2, 3, 4 (Fig. 5 and 5a).

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Aus den Zeitintervallen zwischen den Signalen einer Meßfolge oder den Signalen mehrerer Meßfolgen kann, wie aus Fig. 4 ersichtlich, die relative Stellung des Geschoßes in Bezug auf die Bahn 0 bestimmt werden: da der Kreis G einen konstanten Durchmesser hat, kann bei Messung eines Winkels wie 104 oder der Abstand Oil berechnet werden.From the time intervals between the signals of a measurement sequence or the signals of several measurement sequences can be, as from Fig. 4 can be seen, the relative position of the projectile in relation to the path 0 can be determined: since the circle G has a constant Diameter can be calculated by measuring an angle such as 104 or the distance Oil.

Andrerseits kann bei Feststellung desjenigen Detektors, der das erste Signal einer Meßfolge abgibt, die Richtung des Punktes, auf dem die Bahn 0 liegt, in Bezug auf die Bahn SL- des Geschoßes mit gutem Näherungswert bestimmt werden. In Fig. ist also die Tangente ta zum Punkt 1 des Kreises G parallel zur Richtung -Ώ0; der Bestimmungsfehler beträgt dabei weniger als 45°. On the other hand, when the detector that emits the first signal of a measurement sequence is determined, the direction of the point on which the trajectory 0 lies can be determined with a good approximation in relation to the trajectory SL- of the projectile. In Fig. So the tangent ta to point 1 of the circle G is parallel to the direction -Ώ0; the error of determination is less than 45 °.

Welche Stellung auch immer das Geschoß in Bezug auf die Bahn 0 des Laserstrahls hat, die Richtung der dem Geschoß zu erteilenden Bewegung, um es auf seine Idealbahn, die Achse 12, zurückzuführen, entspricht im wesentlichen der der Tangente zum Kreis G an derjenigen Stelle, an-der der Detektor angeordnet ist, der einen das größte Zeitintervall zwischen Impulsen einer gegebenen Meßfolge beendenden elektrischen Impuls aussendet. Diese Richtlinie trifft selbst darm zu, wenn die Bahn 0 des Laserstrahls innerhalb des durch die vier Detektoren hindurchgehenden Kreises G liegt, wie aus den Fig. 5 und 5a ersichtlich.Whatever position the projectile in relation to the Path 0 of the laser beam has the direction of the movement to be imparted to the projectile in order to bring it onto its ideal path, the axis 12, essentially corresponds to that of the tangent to the circle G at the point where the detector is arranged, which emits an electrical pulse which terminates the largest time interval between pulses of a given measurement sequence. This guideline applies even if the path 0 of the laser beam is within the range of the four detectors Circle G lies, as can be seen from FIGS. 5 and 5a.

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Hat das Geschoß eine elektronische Vorrichtung zum Hessen der verschiedenen Zeitintervalle und Einrichtungen zum Korrigieren der Bahn, dann kann ein Steuersignal zum Korrigieren der Bahn erhalten werden, mit dem das Geschoß an die Idealbahn angenähert werden kann, die durch den Laserstrahl 12 verwirklicht ist. Gemäß der Erfindung umfaßt das Geschoß eine elektronische Vorrichtung zum Messen und Vergleichen der Zeitintervalle zwischen den vom Detektor während einer oder mehrerer Umdrehungen des Laserstrahls gelieferten Impulsen.Does the projectile have an electronic device for measuring the various time intervals and means for correcting them the trajectory, then a control signal for correcting the trajectory with which the projectile approaches the ideal trajectory can be obtained which is realized by the laser beam 12. According to the invention, the projectile comprises an electronic device to measure and compare the time intervals between the detectors during one or more revolutions of the Pulses delivered by the laser beam.

Die Information über den Zwischenraum -flO wird durch Messung der Intervalle zwischen den einzelnen Signalen erzielt, während die Richtung, in der die Korrektur der Bahn vorgenommen werden muß, durch den Vergleich der verschiedenen Zeitintervalle erhalten wird, der die Identifizierung desjenigen Detektors ermöglicht, der das das größte der vier Zeitintervalle entsprechend einer Umdrehung des Lichtbündels beendende Signal ausgesandt hat.The information about the gap -flO is obtained by measurement the intervals achieved between the individual signals, while the direction in which the correction of the path must be made, is obtained by comparing the different time intervals which enable the identification of the detector which emitted the signal that ended the largest of the four time intervals corresponding to one revolution of the light beam.

In einer abgewandelten Ausführungsform, bei der eine MeIifolge auf den Empfang von vier aufeinanderfolgenden elektrischen Impulsen begrenzt ist, kann die elektronische Vorrichtung zum Vergleichen der Intervalle fortfallen. ^r'In a modified embodiment, in which a series of messages is limited to the reception of four consecutive electrical pulses, the electronic device for comparing the intervals can be omitted. ^r '

Wenn man nämlich in der Lage ist, eine Folge- von·¹ vierIf one is able to find a sequence of · ¹ four

Signalen zu entnehmen { entweder durch Entnahme dieser Folge aurSignals to be taken {either by taking this sequence aur

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einer-Meßserie oder durch Verwendung eines Emitters, der den Strahl nur während einer Umdrehung umlaufen läßt), dann ist be-a series of measurements or by using an emitter, the Only allows the jet to circulate during one revolution), then

T kannt, daß das maximale Zeitintervall zwischen zwei Impulsen ist, wobei T der Umdrehungsperiode des sich drehenden Strahls entspricht. Werden folglich vier aufeinanderfolgende Signale ein- und derselben Folge in Betracht gezogen, die drei Zeitintervalle be- T knows that the maximum time interval between two pulses is, where T corresponds to the period of revolution of the rotating beam. If, consequently, four successive signals of one and the same sequence are taken into account, the three time intervals

T stimmen, oder sind diese drei Intervalle kleiner als - und be-T are correct, or are these three intervals smaller than - and

4 stimmt das erste Signal den Beginn einer Folge, oder ist ein be- 4 if the first signal is the beginning of a sequence, or is a certain

liebiges und einziges der Intervalle höher als -, dann befindetlovable and only one of the intervals higher than -, then is located

sich das dieses Zeitintervall beendende Signal am Beginn einer Folge. ■the signal ending this time interval at the beginning of a sequence. ■

Aus den die elektrischen Impulse trennenden Zeitintervallen kann die elektronische Vorrichtung ein Signal erzeugen, dessen Amplitude eine Funktion des Abstandes der Bahn Π der Geschoßachse von der Bahn 0 der Achse des Strahls ist. In Fig. 6 ist die relative Stellung des (durch seine vier an den Punkten A, B, C, D angeordneten Detektoren und durch den Punkt XI dargestellten) Geschosses und des Strahls 12 dargestellt und der Abstand OSt kannFrom the time intervals separating the electrical pulses, the electronic device can generate a signal, the amplitude of which is a function of the distance between the path Π of the projectile axis and the path 0 of the axis of the beam. FIG. 6 shows the relative position of the projectile (represented by its four detectors arranged at points A, B, C, D and represented by point XI) and of the beam 12 and the distance OSt can

Q /JJ"Q / YY "

also als Funktion der Winkel O^ = ^—f« (wobei T. das Zeitintervall zwischen den elektrischen Impulsen aufgrund cles Durchgangs des Strahls an den Detektoren A und B ist), sowie 9p = ψ—Tr, (wobei Tp das Zeitintervall zwischen den elektrischen Impulsen aufgrund des Durchgangs des Strahls an den Detektoren B und C, und T die Umdrehungsperiode des Strahls ist), ausgedrückt werden.thus as a function of the angle O ^ = ^ - f « (where T. is the time interval between the electrical impulses due to the passage of the beam at the detectors A and B), and 9p = ψ-Tr, (where Tp is the time interval between the electrical impulses due to the passage of the beam at detectors B and C, and T is the period of revolution of the beam).

209808/0577 "¹²"209808/0577 " ¹² "

. Ist D der Durchmesser des durch A, B, G und D gehenden Kreises, dann bestehen folgende Beziehungen:. If D is the diameter of the circle passing through A, B, G and D, then the following relationships exist:

OA² + OB² - 2 OA.OB cos θ| = 5-OA ² + OB ² - 2 OA.OB cos θ | = 5-

2 OB² + OC² - 2 OB.OC cos 92= ~2 OB ² + OC ² - 2 OB.OC cos 92 = ~

OA² + OC² - 2 OA.OC cos (O₁ + O₉) = D² OA ² + OC ² - 2 OA.OC cos (O ₁ + O ₉ ) = D ²

oa² = l(0A² + oc² - -Ä- γoa ² = l (0A ² + oc ² - -Ä- γ

²² \\

Es sind elektronische Vorrichtungen bekannt, mit denen aus Meßwerten T. und T₀ ein Signal erztelbar ist, das proportional zu 01}ist. Diese elektronischen Vorrichtungen umfassen Einrichtungen zum Formen und Kalibrieren der von den Detektoren ausgesandten elektrischen Impulse, Einrichtungen zum Messen und Vergleichen der diese Impulse trennenden Zeitintervalle, sowie Berechnungsorgane, die entweder nach dem Analog- oder nach dem Digitalsystem arbeiten.Electronic devices are known with which _{a signal can be generated from measured values T and T 0} which is proportional to 01}. These electronic devices include devices for shaping and calibrating the electrical impulses emitted by the detectors, devices for measuring and comparing the time intervals separating these impulses, as well as calculating devices which operate either according to the analog or the digital system.

Wie oben bereits ausgeführt, ist das erfindungsgemäße System auf viele Sonderfälle anwendbar. Die von den Detektoren gegebene Information kann von an Bord des beweglichen Körpers bzw. des Geschosses befindlichen Vorrichtungen mehr oder' weniger verarbeitet werden und anschließend auf dem Funkwege oder durch andere Übertragung an Ordinatoren oder stationäre Steuervorrichtungen weitergegeben werden, die ihrerseits dem Geschoß Befehle erteilen.As already stated above, the inventive System applicable to many special cases. The information given by the detectors can be obtained from on board the moving body or the projectile located devices more or 'less processed and then by radio or other transmission to ordinators or stationary control devices are passed on, which in turn issue commands to the projectile.

einer bevorzugten Ausführmngsform der Erfindunga preferred embodiment of the invention

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umfaßt das Geschoß Mittel, um diese Information zu verarbeiten und sie unmittelbar zum Steuern des Betriebs von Mitteln zu verwenden, mit denen die Bahn des Geschosses korrigiert- werden kann.the projectile comprises means for processing this information and using it directly to control the operation of means, with which the path of the bullet can be corrected.

Im Fall eines mit einer Antriebsvorrichtung versehenen Geschosses oder eines ballistischen Geschosses, das in einer bestimmten Bahn fliegt, können die Mittel zum Korrigieren des Verlaufs der Bahn Stabilisierungsflossen oder.sog. "Jet-Deflektoren" sein.In the case of one provided with a drive device Projectile or a ballistic projectile that flies in a certain path, the means for correcting the course the orbit stabilizing fins or suction. "Jet deflectors" be.

Die an Bord des Geschosses vorgesehenen Einrichtungen zum Verarbeiten der Information können mühäos die Entfernung des Geschosses zur Bahn 0 der Achse des Lichtstrahls und die Richtung berechnen, in der sich der Punkt 0 in bezug auf eine feste Richtung des Geschosses befindet; diese Richtung ist die in bezug auf die Fig. 4 und 5 definierte Tangente 1a. . ·The facilities provided on board the projectile for processing the information can effortlessly remove the Calculate the projectile to the trajectory 0 of the axis of the light beam and the direction in which the point 0 is located with respect to a fixed direction of the projectile; this direction is the one related Tangent 1a defined on FIGS. 4 and 5. . ·

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Systems besteht darin, daß damit eine Korrektur der Flugbahn in einer Richtung möglich ist, die mit einem durch den Steuerkreis des Geschosses identifizierten Detektor gekoppelt ist, und zwar ungeachtet der Stellung des sich um seine eigene Achse drehenden Geschosses. An Bord des Geschosses braucht also kein Bezug für die Vertikale vorhanden zu sein, z,B. ein Gyroskop.Another advantage of the system of the present invention is that it enables the trajectory to be corrected in a direction coupled to a detector identified by the bullet's control circuit, regardless of the position of the bullet rotating on its own axis. There does not need to be a reference for the vertical on board the storey, e.g. a gyroscope.

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Das Steuersignal zum Korrigieren der Flugbahn kann nach einer bestimmten Anzahl Umdrehungen des Lichtstrahls verarbeitet■ werden, und dadurch ist ein Signal erzielbar, bei dem die möglichen Fehler berücksichtigt sind und bei dem auch die langsamen Änderungen der Flugbahn in Erwägung gezogen sind. Mit anderen Worten, das Signal kann verschieden sein, jenachdem ob der Abstand zwischen dem- Geschoß und der theoretischen Bahn konstant ist, oder ob er sick kontinuierlich in der einen oder der anderen Richtung ändert.The control signal for correcting the flight path can be processed after a certain number of revolutions of the light beam and thereby a signal can be achieved in which the possible errors are taken into account and in which the slow changes are also taken into account the trajectory are taken into consideration. In other words, that The signal can vary depending on whether the distance between the projectile and the theoretical path is constant or whether it is sick continuously changes in one direction or the other.

Wird bei jeder Umdrehung des Lichtstrahls eine Korrektur der Bahn vorgenommen, hat man eine Informations folge -γ , wobei T die Umdrehungsperiode des Strahls ist, und man kann vorteilhafterweise eine Umdrehungsfrequenz eines Wertes von 10 bis 500Hz," vorteilhafterweise 100 Hz, wählen.If the path is corrected for each revolution of the light beam, an information sequence -γ is obtained , where T is the period of rotation of the beam, and a rotation frequency of a value of 10 to 500 Hz, "advantageously 100 Hz, can advantageously be selected.

Die Korrektur der Flugbahn wird durch dem Geschoß erteilte Bewegungsimpulse vorgenommen. Durch Berechnung des Abstandes des Geschoßes von seiner Idealbahn kann dann der Viert dieses Impulses bestimmt werden, der beispielsweise proportional zu diesem Abstand ist.The flight path is corrected by the movement impulses given to the projectile. By calculating the distance of the projectile from its ideal trajectory, the fourth of this impulse can then be determined, which is proportional to, for example this distance is.

In einer abgewandelten Ausführungaform ist der gewählte Bawegimgsimpuls umgekehrt proportional zur Zeit zwischen dem si-s-teii Impuls und dem latsten Impuls während einer Umdrehung desIn a modified version aform is the chosen one Bawegimgsimpuls inversely proportional to the time between the si-s-teii pulse and the latest pulse during one revolution of the

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Strahls. Dieses Verfahren ist nicht so genau wie das oben beschriebene, seine Durchführung ist jedoch einfacher.Beam. This procedure is not as accurate as the one described above, however, it is easier to implement.

Der flache, sich drehende Laserstrahl kann auf verschiedene Arten, erhalten werden: z.B. durch Fokussieren auf einen Schlitz mit entsprechenden Abmessungen, der um die optische Achse des Lasers mit einer Drehzahl drehbar ist, die der gewünschten Drehzahl des Strahls entspricht, oder durch drehbare Vorrich- m tungen mit Spezialprismen, z.B. Wollaston-Prismen, wobei der Schlitz dann beweglich bleibt.The flat, rotating laser beam can be obtained in various ways: e.g. by focusing on a slot of appropriate dimensions that can be rotated around the optical axis of the laser at a speed that corresponds to the desired speed of the beam, or by rotating devices. m obligations with special prisms, for example, Wollaston prisms, wherein the slot remains movable.

Er kann auch vermittels eines afokalen Systems mit zwei um 90° überkreuzten, zylindrischen Linsen erzeugt werden, wobei das System in allen Eichtungen afokal ist, jedoch mit einem veränderlichen Rapport, so daß ein flacher Strahl entsteht. Dieses afokale System wird in Drehung um seine eigene Achse versetzt. Vorteilhafterweise empfangen die Detektoren, abgesehen von der Absorption, die gleiche Menge Licht bei Durchgang des Strahls, und zwar ungeachtet des Abstandes des Laser-Emitters vom Geschoß. Zum Erzielen einer genauen quantitativen Korrektur muß die Divergenz des Strahls derart regelbar sein, daß der Schnitt des Strahls durch eine senkrecht zu seiner Fortpflanzungsachse verlaufende Ebene an dem Punkt, wo sich das Geschoß befindet, konstant ist.It can also use an afocal system with two 90 ° crossed, cylindrical lenses can be generated, the system being afocal in all directions, but with a variable one Repeat so that a flat beam is created. This afocal system is set in rotation around its own axis. Advantageously, apart from the, the detectors receive Absorption, the same amount of light as the beam passes through, regardless of the distance between the laser emitter and the projectile. To achieve an accurate quantitative correction, the divergence of the beam must be controllable in such a way that the intersection of the beam by a plane perpendicular to its axis of propagation at the point where the projectile is located is constant.

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Der Laserstrahl-Emitter kann mit einer Vorrichtung bestückt sein, mit der bei Kenntnis der Geschoßgeschwindlgkeit eine in Funktion von der Zeit veränderliche Divergenz erzielbar ist. Dies kann dadurch erzielt werden, daß eine afokale Vorrichtung verwendet wird, wie oben bereits beschrieben, die Mittel zum kontinuierlichen Entregeln durch Verstellen der Linsen oder durch relatives Verdrehen dieser Linsen aufweisen. Es können auch Vorrichtungen mit veränderlicher Divergenz erzielt werden, indem Gas-Linsen verwendet werden, die beim Veränd<erⁿ ■■■$£$ jDruck.es oder der Natur des Gases die Brennpunkte verändern.The laser beam emitter can be equipped with a device with which, with knowledge of the projectile speed, a divergence variable as a function of time can be achieved. This can be achieved by using an afocal device, as already described above, which has means for continuous unregulation by adjusting the lenses or by relative rotation of these lenses. It can also be achieved devices with variable divergence by use gas lenses that alter the Change ^<n he ■■■ $ £ $ jDruck.es or the nature of the gas, the focal points.

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Claims

Patent claims:

1. Device for guiding a movable body, which allows the instantaneous position of the movable Body in relation to a theoretical path realized by a beam of light at a given moment Evaluate information, characterized by a light beam emitter (11) for emitting a fine, flat beam (12) which is rotatable about an axis running parallel to the direction of propagation of the light waves, a plurality of detection

(10) / gates (1 to 4), which are placed on the movable body in an im are arranged substantially perpendicular to the axis plane and determine a polygon, and a direction for measuring the time intervals between the signals generated by the detectors (1 to 4) as they are successively sampled by the Light bundles are emitted, whereby by measuring the time intervals the instantaneous position of the movable body (10) in relation to the axis of the rotating light beam (12) can be determined.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that a laser emitter (11) is provided for generating the light beam is.

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3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the device for measuring the time intervals from the movable Body (10) is worn.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the movable body (10) means for correcting its Orbit includes.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that that the means for correcting the path of the movable body (10) are controlled by the device for measuring the time intervals.

6. Apparatus according to claim 1, characterized in that that the device for measuring the time intervals of a calculating device for calculating the distance of the axis of the movable body (10) assigned from the axis of rotation of the light beam (12) depending on the values of these time intervals

is. ; .- ..

7. Apparatus according to claim 1, characterized in that that the device for measuring the time intervals of a calculating device for determining the direction of the necessary Path correction is assigned by comparing the value of the time intervals.

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ö. Device according to claim I _1, characterized in that the device for measuring the time intervals is assigned to a calculating device which, from the signals sent by the detectors (1 to 4), determines the amplitude and sifting of the corrections for the path of the movable body (10) processed, the amplitude of the corrections for the trajectory of the moving body being inversely proportional to the time interval between the first signal and the last signal emitted by the detectors (1 to 4) during one revolution of the beam (12).

9. Apparatus according to claim 6, characterized in that the computing device is arranged at a stationary post and wirelessly transmits the control signals by means of path corrections carried by the movable body (10), wherein the control signals are determined from signals transmitted wirelessly by the healing device on board the movable body (10) are sent out.

10. The device according to claim 1, characterized in that the polygon that the detectors (1 to 4) on the movable Determine body (10) is a square.

11. The device according to claim 1, characterized in that that the movable body (10) is a projectile whose archway

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rotational speed about an axis running parallel to the axis of the light beam is much smaller than the inherent rotational speed of the light beam.

12. The device according to claim 1, characterized in that the light beam emitter (11) has a rotary slot focused laser includes.

13. The device according to claim 1, characterized in that the rotation of the light beam by a with a Wollaston prism equipped device is achievable.

14. The device according to claim 1, characterized in that the rotation of the light beam by rotation of an optical, afocal system with 90 ° crossed, cylindrical lenses can be achieved.

15. The device according to claim 1, characterized in that the emitter (11) with an optical, afocal system as a function on the distance of the moving body from the emitter has continuously changing divergence.

16. The device according to claim 1, characterized in that the emitter (11) has at least one gas lens with variable Has focal length.

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17. A method for guiding a movable body with respect to a straight theoretical path, characterized by the following process steps: Emitting a light beam in the form of a relatively thin and flat tuft, which is rotatable about an axis (12) running parallel to the direction of propagation of the light rays, the light being intercepted Bundle successively through a plurality of detectors (1 to 4), which are on board the movable body (10) in a perpendicular to this axis (12) and are distributed in this plane corresponding to a regular polygon the time intervals between the successive signals emitted by the detectors (1 to 4), comparing the Calculate time intervals / to determine that detector (1) which was excited by the light beam after the longest time interval the distance of the center of gravity of the polygon from the axis (12) about which the bundle is rotatable, specifically as a function the value of the time intervals, and correcting the path of the movable body (10) by applying a movement impulse, the direction of which corresponds approximately to the direction of the tangent (1a) to the circle containing the detectors (1 to 4), namely in the case of the detector (1) defined above, and its amplitude is a direct function of the distance of the movable Body (10) from the axis (12).

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